[发明专利]一种石墨烯纳米带器件阵列及其制备系统和制备方法

说明书

本发明属于无机纳米材料技术领域，公开了一种石墨烯纳米带器件阵列及其制备系统和制备方法，所述石墨烯纳米带器件阵列的制备系统包括：基底晶体种子形成模块、反应前躯体制备模块、中央控制模块、石墨烯纳米阵列制备模块、器件陈列合成模块、清洗浸润模块、分离干燥模块、更新显示模块。本发明提供的石墨烯纳米带器件阵列的制备方法，借助晶种导向技术在生长基底表面形成晶种层，其中采用还原氧化石墨烯这种导电性、化学敏感性及稳定性优异的材料作为生长基底，通过调控晶种性质诱导水热体系晶体定向生长，制备得到的石墨烯纳米带器件阵列具有较大的比表面积、较强的化学敏感性和较丰富的电子传输通道，应用广泛。

技术领域

本发明属于无机纳米材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯纳米带器件阵列及其制备系统和制备方法。

背景技术

目前，随着器件尺寸微型化和集成化的发展趋势，基于一维压电纳米材料的能量收集器件受到了人们的广泛关注，其可通过采集环境中微小的机械振动能并将其转换成电能对微纳传感系统进行供电，发展自驱动的微纳系统。

纳米材料的结构很大程度上影响材料的物理化学性质，而其几何形态和理化属性从根本上决定了其实际应用领域。随着材料维度的降低和结构特征尺寸的减小，一维纳米材料(纳米棒、纳米线和纳米管等)因呈现出新奇独特的光、电、磁和热等物理化学特性，在光学、电子学、磁学、催化及传感器等领域应用广泛。近年来，一维纳米材料成为人们的研究热点之一，其制备方法也是多种多样。然而现有一维纳米材料取向随意、排列无序，以致不能发挥其优势构建纳米器件。因此，亟需一种新的纳米带器件陈列及其制备方法。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有一维纳米材料取向随意、排列无序，以致不能发挥其优势构建纳米器件。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种石墨烯纳米带器件阵列及其制备系统和制备方法。

本发明是这样实现的，一种石墨烯纳米带器件阵列的制备系统，所述石墨烯纳米带器件阵列的制备系统包括：

基底晶体种子形成模块、反应前躯体制备模块、中央控制模块、石墨烯纳米阵列制备模块、器件陈列合成模块、清洗浸润模块、分离干燥模块、更新显示模块。

基底晶体种子形成模块，与中央控制模块连接，用于在还原氧化石墨烯基底上形成晶体种子；

反应前躯体制备模块，与中央控制模块连接，用于将带有晶种的还原氧化石墨烯片与去离子水、NaOH和无水乙醇进行水热反应制备反应前躯体；

中央控制模块，与基底晶体种子形成模块、反应前躯体制备模块、石墨烯纳米阵列制备模块、器件陈列合成模块、清洗浸润模块、分离干燥模块、更新显示模块连接，用于通过中央处理器协调控制所述石墨烯纳米带器件阵列的制备系统各个模块的正常运行；

石墨烯纳米阵列制备模块，与中央控制模块连接，用于将反应前躯体转移至聚四氟乙烯反应釜芯中，加热反应，得到石墨烯纳米阵列；

器件陈列合成模块，与中央控制模块连接，用于通过标准直流磁控溅射技术将制备得到的石墨烯纳米阵列与器件合成，制备得到石墨烯纳米带器件阵列；

清洗浸润模块，与中央控制模块连接，用于通过清洗设备利用去离子水和无水乙醇对得到的石墨烯纳米带器件阵列反复清洗、浸润；

分离干燥模块，与中央控制模块连接，用于将清洗浸润后的石墨烯纳米带器件阵列分离后，置于真空干燥箱，于60～85℃下干燥3～5h；

更新显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器对所述石墨烯纳米带器件阵列的制备系统的数据进行实时更新显示。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述的石墨烯纳米带器件阵列的制备系统的石墨烯纳米带器件阵列的制备方法，所述石墨烯纳米带器件阵列的制备方法包括以下步骤：